VS의 핵심부품인 콘덴서의 용량을 저예산으로 측정하는 방법입니다. 수년간 봄여름가을겨울 엔진오버히트를
겪은 콘덴서의 성능 저하 정도를 측정할 수 있겠습니다.
아시는 분은 다 아시겠지만,... 저는 대학다닐때 잘 못 배워서 최근까지 정확히 모르다가 엊그제
몇가지 기본 공식에서 적분방정식->미분방정식 등을 통해서 유도했는데요. 대학생들 일반물리 실험
정도에서 할만한 방법입니다. 몇몇 테스터에서 바로 C 값 측정을 지원하는 것 같기도 하던데 그런 놈들은
값도 비싸고 측정범위도 대개 1만 uF이하인 것 같더군요. 따라서 불행히도 돈이 아주 많지 않으면
왠만큼 많더라도 바로 측정은 힘들겠습니다. 다들 아실 것 같은데 돈 없을땐 나름 유용한 방법이라
혹시 저같이 돈없고 궁금한건 많으신 분들을 위해 적어봅니다.
준비물: 초시계, 전압계 혹은 전류계, 적당한 정밀 저항, 실험 조수(이런 실험은 2인 1조로 하면 편합니다..)
충전된 콘덴서와 저항 하나로 구성된 회로를 생각합니다. 시간이 지날수록 콘덴서에서 에너지가 빠져나가면
내부에 충전된 전하가 빠져나가 전기장이 약해져 저항에 걸리는 전압이 내려가는데요, 전압이 내려가는
속도를 이용해서 콘덴서의 C 값을 구할 수 있습니다. 여기서 필요한 공식은
V(t) = V(0) * exp (-t/(RC)) (또는 I(t) = I(0) * exp(-t/(RC) 입니다. )
V(t)는 t 초 후의 전압, I(t)는 t 초 후의 전류입니다. 이 값들은 몇만원짜리 테스터로도 쉽게 측정가능하죠.
앞의 공식에서 전압(혹은 전류)가 절반으로 되는 시간은 초기 전압(혹은 전류)에 무관합니다.
(방사성 동위 원소와 마찬가지로 반감기같은 물리량입니다.)
1/2 = exp (-t/RC) 이고 양변에 (자연) log를 씌워주고 -1을 곱해주면
log 2 = t/(RC).
t에 대해서 식을 풀면,
전압이 절반이 되는 시간
t = RC log 2
가 됩니다.
C = t/ (R log 2)
=(대략) 1.44* t/R
구글로 계산해보니 log 2는 대략 0.7이네요.
예) 전압이 반으로 줄어드는 시간이 30초라면,
C = 1.44 *30/ R = 43.2 /R 이 되겠습니다.
제가 실수를 안 했다면 여기서 공식은 별다른 상수 없이 mks 전자기 단위(C,F,V,A,Ohm 등)를 그대로 쓰면 될겁니다.
참고로 필요에 따라 오차해석을 하셔야 합니다.
첫댓글 오늘 점심먹으러 가다가 식당 앞에서 오실로스콮, DMM, 파워서플라이 등등 판촉을 하던데 그런거 사놓으면 마눌한테 혼날까봐 침만 질질 흘리다가 그냥 계산만 끄적여봤습니다.
았!! 감사합니다 유용하게 사용하겠습니당...
오~ 해박한 지식... 잘 보고 갑니다...저도 공대 나왔지만....이런건 배워도 다 잊어 버렸다는 --;;아 배운 기억까지도 잊어 버리더라는...
다들 아시는 건가 걱정했는데 도움이 되는 분들이 계셔서 다행입니다. 쭈꾸미 아버지님, 시간 나실때 몇년 사용한 제품 테스트하셔서 제품의 신뢰도를 높여 주시면 판매에도 많은 도움이 될 것 같아요. 결과 발표를 기대하고 있겠습니다. ^^
감사합니다 저도 저런 공식이 있었는지...배웠는지..기억이....ㅋㅋㅋ
저도 물리학과 출신이지만.. 까마득해 보이네요..^^ 좋은 방법입니다...
전공이 틀린 사람에게는 외계어와 같은 수준입니다. 나 무식한거 오늘 첨 알았네요...ㅋㅋㅋㅋ
저도 계산해보기 전엔 무식했어요. 제 전공도 아니라서요. ㅋㅋㅋ
저는 조경학과 출신이라서....ㅎㅎ 나무에 대해 궁금하면 연락주세요..ㅎㅎㅎ 공식 보니 머리 포맷됨...